高鳳麟

摘 要：目前，可靠性設(shè)計(jì)理論在民用飛機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛，有效地提升了飛機(jī)的性能與安全性。就目前狀況而言，我國(guó)民用飛機(jī)可靠性研究水平與發(fā)達(dá)國(guó)家仍有一定的差距，需要科研人員再接再厲。筆者結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，在本文中探討了可靠性設(shè)計(jì)在民用飛機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用概況，供有關(guān)人員參考借鑒。

關(guān)鍵詞：可靠性設(shè)計(jì)；民用飛機(jī)；民航

中圖分類號(hào)： N945.17 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）17-154-2

0 引言

中國(guó)民用飛機(jī)可靠性設(shè)計(jì)工程始于上世紀(jì)70年代，經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，今天的可靠性設(shè)計(jì)理論在民用飛機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域遍地開花，產(chǎn)生了良好的應(yīng)用效果。隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，我國(guó)民用飛機(jī)生產(chǎn)企業(yè)面臨著巨大的競(jìng)爭(zhēng)壓力，在此情形下，企業(yè)必須要不斷地提升飛機(jī)質(zhì)量，而大力發(fā)展改進(jìn)可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)能夠顯著地提升民用飛機(jī)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

1 可靠性設(shè)計(jì)概述

規(guī)定功能、規(guī)定時(shí)間以及規(guī)定條件是可靠性設(shè)計(jì)的三大要素，可靠性設(shè)計(jì)的目標(biāo)是在規(guī)定的條件以及時(shí)間內(nèi)最大程度地提高產(chǎn)品的效力，確保產(chǎn)品具備合格的經(jīng)濟(jì)性、耐久性、無故障性以及維修性。產(chǎn)品的可靠性受多類因素的影響，因此在開展可靠性設(shè)計(jì)工作要采取有效措施以規(guī)避或者降低外界因素對(duì)產(chǎn)品可靠性的影響。

2 民用飛機(jī)可靠性設(shè)計(jì)方法以及目標(biāo)

2.1 民用飛機(jī)可靠性設(shè)計(jì)方法

當(dāng)前，在民用飛機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中較為常見的可靠性設(shè)計(jì)方法有冗雜設(shè)計(jì)法、成熟技術(shù)設(shè)計(jì)法以及標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)法。

①冗雜設(shè)計(jì)法。冗雜設(shè)計(jì)法的主要內(nèi)容是利用完善的備用設(shè)備體系來確保飛機(jī)的運(yùn)行質(zhì)量。冗雜設(shè)計(jì)法應(yīng)用過程中，設(shè)計(jì)人員會(huì)設(shè)置多套重要設(shè)備備份，在此情形下即使民用飛機(jī)某套設(shè)備發(fā)生故障，工作人員也能夠通過啟用備用設(shè)備來最大程度地保障民用飛機(jī)的安全，避免造成經(jīng)濟(jì)損失與發(fā)生人員傷亡事故。

②成熟技術(shù)設(shè)計(jì)法。成熟技術(shù)設(shè)計(jì)法應(yīng)用的關(guān)鍵在于保障技術(shù)、設(shè)備的“成熟性”，為了實(shí)現(xiàn)這一目的，飛機(jī)設(shè)計(jì)人員需要選用先進(jìn)的飛機(jī)零部件與設(shè)備，充分保障飛機(jī)生產(chǎn)工作的質(zhì)量，從而強(qiáng)化飛行系統(tǒng)的可靠性。

③標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)法。標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)法是應(yīng)用較為廣泛的一類飛機(jī)可靠性設(shè)計(jì)方法，由于該方法的應(yīng)用成本適中、應(yīng)用時(shí)間較短，因此受到了廣大民用飛機(jī)設(shè)計(jì)人員的歡迎。在標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)法的應(yīng)用過程中，設(shè)計(jì)人員需要使用質(zhì)量合格的標(biāo)準(zhǔn)飛機(jī)零部件、性能卓越的材料，除此之外，必須要采用成熟先進(jìn)的民用飛機(jī)生產(chǎn)工藝，如此方能確保飛機(jī)成品的質(zhì)量[1]。

2.2 民用飛機(jī)可靠性設(shè)計(jì)目標(biāo)

民用飛機(jī)可靠性設(shè)計(jì)的目標(biāo)是在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，通過合理應(yīng)用可靠性技術(shù)以提升民用飛機(jī)的工作性能與運(yùn)行效率?，F(xiàn)階段，乘客對(duì)民航服務(wù)的要求愈來愈高，普遍反感飛機(jī)誤點(diǎn)現(xiàn)象。導(dǎo)致民航誤點(diǎn)現(xiàn)象的原因較多，其中便有設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致飛機(jī)無法按時(shí)起飛，所以設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)充分利用專業(yè)知識(shí)，全力提升民用飛機(jī)的可靠性、降低飛機(jī)的故障率。

3 民用飛機(jī)可靠性設(shè)計(jì)指標(biāo)

在開展民用飛機(jī)可靠性設(shè)計(jì)工作前，必須要全面詳盡地了解民用飛機(jī)可靠性指標(biāo)。目前，簽派可靠度以及平均故障間隔時(shí)間是民用飛機(jī)可靠性指標(biāo)的主要組成成分。平均故障間隔時(shí)間是反映民用飛機(jī)總體性能的重要依據(jù)，因此需要精準(zhǔn)測(cè)算民用飛機(jī)的平均故障間隔時(shí)間。在規(guī)定時(shí)間、條件內(nèi)統(tǒng)計(jì)飛機(jī)的故障總數(shù)，隨后用飛機(jī)總飛行時(shí)間除以故障總數(shù)，最終獲得的數(shù)據(jù)便是民用飛機(jī)的平均故障間隔時(shí)間。

民用飛機(jī)簽派可靠度指的是飛機(jī)未發(fā)生技術(shù)性故障的條件下撤銷或者延誤航班的百分?jǐn)?shù)。簽派可靠度數(shù)值可以用1減去飛機(jī)出勤延誤率來獲取。

4 民用飛機(jī)可靠性指標(biāo)分配方法以及原則

4.1 民用飛機(jī)可靠性設(shè)計(jì)指標(biāo)分配方法

為了獲取民用飛機(jī)可靠性指標(biāo)，需要收集航空公司的運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)。在得到相關(guān)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)后，需要及時(shí)計(jì)算各系統(tǒng)可靠性分配值在全機(jī)可靠性指標(biāo)中的比例，隨后便可以開展可靠性指標(biāo)分配工作。在上述工作結(jié)束后，應(yīng)當(dāng)充分利用飛機(jī)生產(chǎn)商提供的各類數(shù)據(jù)來最大程度地修正初步分配值，從而實(shí)現(xiàn)促使初步分配值準(zhǔn)確化、嚴(yán)謹(jǐn)化的目的。

在初步分配值修正工作完畢后，需進(jìn)一步檢驗(yàn)分配值的準(zhǔn)確性，進(jìn)而為系統(tǒng)可靠性指標(biāo)獲取工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[2]。

4.2 可靠性設(shè)計(jì)指標(biāo)分配原則

為了充分保障民用飛機(jī)可靠性指標(biāo)分配工作的質(zhì)量以及效率，技術(shù)人員在指標(biāo)分配工作應(yīng)當(dāng)遵循相應(yīng)的技術(shù)原則。通常情況下，民用飛機(jī)可靠性分配原則有二，一是要求在分配平均故障間隔時(shí)間的過程中重視余量，二是在指標(biāo)分配工作中充分利用ATA章節(jié)。事實(shí)表明，只有在可靠性設(shè)計(jì)指標(biāo)分配工作中嚴(yán)格遵循上述分配原則方能有效地保障可靠性設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

5 民用飛機(jī)的可靠性分析

5.1 系統(tǒng)MTBF分析

民用飛機(jī)系統(tǒng)各部件故障率代數(shù)和的倒數(shù)便是系統(tǒng)MTBF的數(shù)值。經(jīng)驗(yàn)表明，如果貨架產(chǎn)品的技術(shù)非常成熟，則可以從航空公司運(yùn)營(yíng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中獲取部件的MTBF。需要明確的是，在規(guī)定時(shí)間以及規(guī)定條件下，飛機(jī)總的飛行時(shí)間除以相同時(shí)間內(nèi)故障的總數(shù)所得到的數(shù)值即為部件的MTBF數(shù)值。

在民用飛機(jī)設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域，每天都會(huì)誕生許多新技術(shù)、新理論，由此催生了大量新型產(chǎn)品的出現(xiàn)。新型產(chǎn)品應(yīng)用次數(shù)不多，因此相關(guān)故障率數(shù)據(jù)不足，在此情形下，建議參考與新型產(chǎn)品功能、構(gòu)成類似的部件的故障率來計(jì)算部件的MTBF。

5.2 可靠性框圖

對(duì)于民用飛機(jī)可靠性分析工作而言，可靠性框圖具有重要的意義，其能夠有效地簡(jiǎn)化可靠性分析工作，在一定程度上提升可靠性分析數(shù)據(jù)的質(zhì)量。之所以認(rèn)為可靠性框圖在可靠性分析工作中占有舉足輕重的地位，主要是因?yàn)槠淠軌驕?zhǔn)確有效地確定飛行系統(tǒng)在發(fā)生故障后，需要維修人員進(jìn)行檢修的全部可更換單元，英文縮寫為L(zhǎng)RU，民用飛機(jī)飛行系統(tǒng)全部LRU是可靠性框圖的主要構(gòu)成成分。

5.3 簽派可靠度分析

簽派可靠度是一類非常重要的可靠度數(shù)據(jù)，其在數(shù)值上與飛行系統(tǒng)各部件簽派可靠度的乘積相等。經(jīng)驗(yàn)表明，影響部件簽派可靠度的因素主要有部件MTBF、部件檢修以及更換時(shí)間等，因此在實(shí)際的民用飛機(jī)可靠性設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員要注意采取有效措施避免上述因素對(duì)部件簽派可靠度造成負(fù)面影響，提升可靠度數(shù)值的客觀性與準(zhǔn)確性[3]。

6 如何提升民用飛機(jī)可靠性設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量

6.1 提高設(shè)計(jì)人員的綜合素質(zhì)

無論是何種工作，在其中發(fā)揮最關(guān)鍵作用的因素是“人才”，民用飛機(jī)可靠性設(shè)計(jì)工作也不例外。通過調(diào)查走訪，發(fā)現(xiàn)部分民用飛機(jī)設(shè)計(jì)人員綜合素質(zhì)不高，主要表現(xiàn)為對(duì)可靠性設(shè)計(jì)理論理解不透徹，在應(yīng)用可靠性設(shè)計(jì)方法的過程中不遵循相關(guān)技術(shù)規(guī)范，從而造成了民用飛機(jī)可靠性設(shè)計(jì)工作質(zhì)量不高、效率低下的局面，為了解決這一問題，建議飛機(jī)制造企業(yè)從以下幾方面著手來提升設(shè)計(jì)人員的綜合素質(zhì)：

①引進(jìn)高素質(zhì)、復(fù)合型人才。民用飛機(jī)制造企業(yè)應(yīng)當(dāng)積極引進(jìn)高素質(zhì)、復(fù)合型人才，從而實(shí)現(xiàn)擴(kuò)充企業(yè)高級(jí)人才儲(chǔ)備量、增強(qiáng)自身核心競(jìng)爭(zhēng)力的目的。除此之外，企業(yè)可以與相關(guān)高校合作辦學(xué)，培養(yǎng)專業(yè)對(duì)口、能力出眾的飛機(jī)設(shè)計(jì)人才。

②強(qiáng)化在崗設(shè)計(jì)人員的綜合素質(zhì)。應(yīng)當(dāng)著力于提升在崗飛機(jī)設(shè)計(jì)人員的綜合素質(zhì)，打造一支現(xiàn)代化的專業(yè)民用飛機(jī)設(shè)計(jì)隊(duì)伍。企業(yè)可以通過定期舉辦行業(yè)專家講座以及組織專業(yè)技能培訓(xùn)活動(dòng)等形式來切實(shí)有效地?cái)U(kuò)充設(shè)計(jì)人員的理論知識(shí)儲(chǔ)備、強(qiáng)化其專業(yè)能力，從而使其更加地適應(yīng)新時(shí)期民用飛機(jī)可靠性設(shè)計(jì)工作的需求。

值得注意的是，企業(yè)可以建立合理可行的薪資分層制度與獎(jiǎng)罰制度。前者可以通過物質(zhì)方面的刺激來激發(fā)設(shè)計(jì)人員的工作積極性，使其主動(dòng)地提升自身的綜合素質(zhì)。設(shè)立獎(jiǎng)罰制度的目的是及時(shí)表彰在可靠性設(shè)計(jì)工作中作出積極貢獻(xiàn)的人員、處分不求上進(jìn)的飛機(jī)設(shè)計(jì)人員，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)揮榜樣的帶頭作用、遏止不良現(xiàn)象出現(xiàn)的目的。

6.2 建立可靠性設(shè)計(jì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

民用飛機(jī)可靠性設(shè)計(jì)工作設(shè)計(jì)多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域、具有較高的難度，部分企業(yè)缺乏切實(shí)可行的設(shè)計(jì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致可靠性設(shè)計(jì)理論的應(yīng)用效果不佳。所以，企業(yè)應(yīng)當(dāng)組織專家盡快制定合理可行的民用飛機(jī)可靠性設(shè)計(jì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，在此過程中應(yīng)當(dāng)注意征詢各設(shè)計(jì)人員的意見與建議，從而促成質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的不斷健全完善[4]。

7 結(jié)語(yǔ)

新的發(fā)展形勢(shì)下在民用飛機(jī)涉及工作中應(yīng)用可靠性設(shè)計(jì)理論與方法具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，為此，民用飛機(jī)制造企業(yè)應(yīng)當(dāng)制定科學(xué)的飛機(jī)設(shè)計(jì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)人員需要積極學(xué)習(xí)先進(jìn)的可靠性設(shè)計(jì)理論、不斷地借鑒優(yōu)秀的飛機(jī)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，從而促進(jìn)我國(guó)民航事業(yè)的長(zhǎng)足發(fā)展。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 王超，閆永剛，劉清饒.可靠性分析及其在飛機(jī)零件分布中的應(yīng)用[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2012（25）.

[2] 管瑜琳.民用飛機(jī)機(jī)載內(nèi)話系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮[J].電子世界，2016（08）.

[3] 趙凈凈.民用飛機(jī)研發(fā)過程中的權(quán)衡研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011（34）.

[4] 韓國(guó)政府首次向民用飛機(jī)發(fā)放制造認(rèn)證[J].空運(yùn)商務(wù)，2014（01）.